JP3860908B2 - 均等圧ユニット及び該均等圧ユニットを備えたトランスファ機構 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂封止装置に装備されるモールド金型の複数のポットに装填された樹脂をキャビティへ圧送可能なマルチプランジャを均等に押動可能に支持する均等圧ユニット及び該均等圧ユニットを備えたトランスファ機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造用の樹脂封止装置は、トランスファモールドによる自動機が広く使用されている。このトランスファモールド装置には、リードフレーム及び樹脂タブレットを供給する供給部と、被成形品を供給されて樹脂封止するプレス部と、樹脂封止後の成形品を前記プレス部より回収して収容する収容部が一体に組み付けられている。被成形品としてのリードフレームは供給部よりフレーム整列部に供給されてプレヒートされ、図示しないローダーにより樹脂タブレットと共にモールド金型へ移送される。そして、該モールド金型でクランプされ、ポット内から溶融樹脂をプランジャでキャビティ内に圧送して樹脂封止される。上記プランジャによる樹脂圧は高圧であり、従ってトランスファモールド装置では、樹脂を圧送した際に樹脂漏れが生じないように被成形品を確実に型締めするために油圧若しくは電動による型締め機構及び均等な樹脂圧により樹脂を圧送するためのトランスファ機構が設けられている。
【０００３】
上記トランスファモールド装置に装備されるトランスファ機構の構成について説明する。例えば、図５において、トランスファ機構５１は、図示しない電動モータ、油圧機構などの駆動機構により昇降可能装備されており、ポットピッチに応じてピストンロッド５２が上下動可能に嵌め込まれている。このピストンロッド５２の下端にはコイルスプリング５３が弾装されており、該ピストンロッド５２を上方に付勢している。上記ピストンロッド５２の上端には、プランジャ５４がそれぞれ取り付けられ、モールド金型のポット５５内へ摺動可能に装備されている。
【０００４】
上記ポット５５内に樹脂タブレットが装填されると、図示しない駆動機構が作動して、トランスファ機構５１を上動させ、ピストンロッド５２に取り付けられたプランジャ５４が押動して、加熱された樹脂をキャビティへ圧送する。このとき、上記プランジャ５４には上記ポット５５内の摺動抵抗により上記コイルスプリング５３を若干量縮ませるように反力が作用するが、上記プランジャ５４の押動停止位置は、適正な樹脂量において適正な縮み量ｈとなるように設定されている。
【０００５】
また、他のトランスファ機構の構成について説明すると、例えば、図６において、ピストンロッド５２を装備したトランファ機構５１は、液圧閉回路５６を備えている。具体的には、各ピストンロッド５２を連通する連通路５７に油等の液体を充満させておき、駆動機構を作動させてトランスファ機構５１を上動させると、上記液圧閉回路５６により均一な押圧力をピストンロッド５２に付与してプランジャ５４が樹脂をキャビティへ圧送するようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術に示す各トランスファ機構においては、以下に述べる課題があった。図５に示すトランスファ機構５１には、ピストンロッド５２をコイルスプリング５３により付勢しているため、各コイルスプリング５３の初期押圧力を適正値に設定しても、樹脂タブレットの樹脂量のばらつきにより、縮み量ｈが異なり、樹脂圧Ｐがばらつく。例えば、樹脂量が多い場合には、コイルスプリング５３の縮み量がｈ−αと小さくなるため、樹脂圧がＰ＋ｒと大きくなる。また、樹脂量が少ない場合には、上記コイルスプリング５３の縮み量がｈ＋αと小さくなるため、樹脂圧がＰ−ｒと小さくなる。
【０００７】
また、図６に示すトランスファ機構５１においては、各ポット５５におけるプランジャ５４の摺動抵抗が等しくないため、該摺動抵抗が大きい箇所から小さい箇所へ液圧閉回路５６内の液体が連通路５７を介して各ピストンロッド５２間を移動するため、該液体の移動があると樹脂を圧送する速度が各プランジャ毎にまちまちとなり、各プランジャ５４がばらばらに樹脂を押動して樹脂注入のタイミングがばらつく。
【０００８】
このように、各ポット５５毎に樹脂圧や樹脂注入のタイミングがばらつくことにより、成形品の成形品質にばらつきが生じたり、モールド金型からの離型性が悪くなったり、該モールド金型に不要樹脂（樹脂カス）が残り易くなったりする。
【０００９】
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、各ポット毎に樹脂圧や樹脂注入のタイミングがばらつくことなくプランジャを押動可能な均等圧ユニット及び該均等圧ユニットを備えたトランスファ機構を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため次の構成を備える。
即ち、モールド金型の複数のポットに装填された樹脂をキャビティへ圧送可能なプランジャを押動可能に支持する均等圧ユニットにおいて、上端にプランジャが連結され、下端が液圧閉回路に連結された第１のピストンロッドと、上端が液圧閉回路に連結され、下端がブロック体に弾装されたスプリングにより上方に付勢された第２のピストンロッドと、前記第１のピストンロッドと第２のピストンロッドが液圧閉回路を介して軸線方向に移動可能に連繋し前記プランジャがブロック体から突き出される向きに付勢されて支持されており、第１のピストンロッドの下端近傍及び第２のピストンロッドの上端近傍でシールされた液圧閉回路に封入された液体の流動により、前記プランジャの押動動作のばらつきを吸収して均一となるように調整することを特徴とする。
【００１１】
また、前記スプリングにより付勢された前記第２のピストンロッドの初期圧は、前記プランジャのポットとの摺動抵抗より大きくなるよう設定されていることを特徴とする。
【００１２】
また、トランスファ機構においては、前記均等圧ユニットと、前記均等圧ユニットを長手方向に着脱可能に支持するトランスファプレートと、前記トランスファプレートを移動させることにより前記プランジャを押動可能なトランスファ駆動機構と、を備えたことを特徴とする。
また、前記トランスファ駆動機構は、駆動源として用いた電動モータによりねじ軸を回動させて、該ねじ軸に螺合するナットに連結する前記トランスファプレートを昇降させて均等圧ユニットに支持されたプランジャが上下動することを特徴とする。
また、前記プランジャの突き出し停止位置は、樹脂を押動する際に第１、第２のピストンロッドを介して前記ブロック体へ作用する反力を圧力センサにより検出して、トランスファ駆動機構を駆動する電動モータの駆動を制御することにより調整することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の態様を添付図面に基づいて詳細に説明する。
本実施の態様は、下型にプランジャを設置したロアープランジャ方式によるもので、マルチポットタイプのモールド金型を備えた樹脂封止装置に装備されるロアーマルチプランジャ方式の均等圧ユニット及び該均等圧ユニットを備えたトランスファ機構について説明するものとする。図１（ａ）（ｂ）（ｃ）はトランスファ機構の要部の構成及び均等圧ユニットの動作説明図、図２（ａ）（ｂ）は均等圧ユニットの正面図及び左側面図、図３はモールド金型やその駆動機構などが装備されたプレスユニットの全体構成を示す正面説明図、図４はプレスユニットの側面説明図である。
【００１４】
本実施例では、装置底部に基台上に単数又は複数の被成形品（リードフレーム及び樹脂タブレット）を供給可能に収容するリードフレーム供給部、樹脂タブレット供給部及び樹脂封止後のリードフレームを回収して収容するリードフレーム収容部を装備した基本ユニットに対して着脱可能なプレス機能のみ備えたプレスユニットを用いて説明するものとする。
【００１５】
以下、上記プレスユニットの構成について、図３及び図４を参照して具体的に説明する。１は型締め機構であり、プレスベース２と可動プラテン３との間をトグル機構４により連繋し、該トグル機構４を駆動手段としての電動モータ（サーボモータ）５により駆動して型開閉を行う（図４参照）。上記可動プラテン３のうち、可動取付板６には下型７が装着されており、該下型７は上記電動モータ５を駆動することにより昇降する。また、上型８は上固定プラテン９に固定されている。上記可動プラテン３は、上記可動取付板６と可動ベース板１０との間に支持ブロック１１が一体に設けられており、これらがガイドポスト（図示せず）にガイドされて昇降する。
【００１６】
上記プレスベース２と可動ベース板１０との間には、これらの中央部にねじ軸１２が回動可能に立設されており、該ねじ軸１２の下端に固定されたプーリ１３と電動モータ５に装備されたサーボモータの出力軸との間にベルトをかけわたされて駆動力が伝達される。上記ねじ軸１２にはナット１４が螺合しており、該ねじ軸１２が回ることにより上下に移動する。上記ナット１４には可動プラテン３に連結するトグル機構４が連結されており、該ナット１４の上下動にともなってトグル機構４を介して可動プラテン３を昇降させ、これによって型開閉を行う。
【００１７】
上記トグル機構４は第１，第２，第３リンク部材４ａ，４ｂ，４ｃからなる。これら第１，第２，第３リンク部材４ａ，４ｂ，４ｃは、図３に示すねじ軸１２を挟んで両側に一対ずつ、図面奥側にも一対ずつ全部で４箇所に装備されている。上記第１リンク部材４ａの一端はナット１４に軸１５ａを介して回動可能に連結されており、他端は第２リンク部材４ｂに軸１５ｂを介して回動可能に連結されている。また、第２リンク部材４ｂの一端はプレスベース１０に軸１５ｃを介して回動可能に連結されており、他端は第３リンク部材４ｃに軸１５ｄを介して回動可能に連結されている。また、第３リンク部材４ｃは可動プラテン３と軸１５ｅを介して回動可能に連結されている。電動モータ５を駆動してねじ軸１２を回動させてナット１４を上下動させることにより、第１リンク部材４ａにより第２，第３リンク部材４ｂ，４ｃをそれぞれ上方向に伸長させたり折り畳むことで可動プラテン３が上下動して型開閉が行われる。
【００１８】
１６は均等圧ユニットであり、上記下型７の複数のポットに装填された樹脂をキャビティへ圧送可能なプランジャ１７を押動可能に支持する。上記均等圧ユニット１６はトランスファプレート１８に対して着脱可能に支持されている。また、上記トランスファプレート１８は、後述するトランスファ駆動機構１９により上下動するようになっており、該トラスファプレート１８を上下動させることにより上記プランジャ１７を上下動させる。
【００１９】
上記トランスファ駆動機構１９は、下型７のポットに供給された樹脂をキャビティへ圧送すべくプランジャ１７を上下動させる。図４に示すように、上固定プラテン９には駆動手段としての電動モータ（サーボモータ）２０を装備している。また、図３に示すように、可動プラテン３側には、ねじ軸２１とこれに連続するスプライン軸２２が回動可能に２か所に軸支されており、上記可動プラテン３の昇降動作に伴って上下動する。また、上固定プラテン９側には軸カバー２３が回動可能に２か所に軸支されている。上記軸カバー２３には上記スプライン軸２２が上下動可能に嵌め込まれており、上記スプライン軸２２の外周と軸カバー２３の内周にそれぞれ形成された凹凸により係合して駆動力が伝達される。
【００２０】
上記電動モータ２０の出力軸と２本の軸カバー２３の上端に固定されたプーリ２４との間にはベルト２５がそれぞれかけわたされており、上記電動モータ２０の駆動を軸カバー２３よりスプライン軸２２及びねじ軸２１に２か所同時伝達する。また、上記２本のねじ軸２１にはナット２６がそれぞれ螺合しており、該ナット２６はトラスファプレート１８に連繋している。また、上記トラスファプレート１８上には、均等圧ユニット１６が取り付けられている。上記ナット２６はねじ軸２１が回転駆動されるとトラスファプレート１８と共に昇降し、該トラスファプレート１８に装着された均等圧ユニット１６を昇降させることができる。
【００２１】
次に、均等圧ユニット１６の構成について詳述する。上記トランスファプレート１８上には、逆Ｔ字状のレール溝が形成されたマルチプレート２７が取り付けられている（図３参照）。このマルチプレート２７のレール溝には、ブロック体であるマルチブロック２８のレール部２９が嵌め込まれ、該マルチブロック２８を取手２８ａを把持してプレスユニットの着脱方向手前側へ引き出し可能になっている（図３参照）。
【００２２】
上記均等圧ユニット１６を可動プラテン３内に挿抜する場合には、後述する第１ピストンロッド３０にはプランジャ１７を装着しない状態で行われる。即ち、上記均等圧ユニット１６をトランスファプレート１８に取り付け、下型７を可動プラテン３の所定位置にセットした後、図示しないポットの上方からプランジャ１７を差し入れることにより行われる。
これによって、例えば、モールド金型の品種を交換したり、メンテナンスを行う場合に、必要最小限の部品の取り外しで足り、しかも上記可動プラテン３内に十分な作業スペースが確保できるので作業性が良い。
【００２３】
図２において、上記均等圧ユニット１６は、プランジャ１７を取り付け可能な第１，第２ピストンロッド３０，３１を軸線方向に移動可能に上記マルチブロック２８に支持すると共に該マルチブロック２８から突出する向きに付勢している。具体的には、図１（ａ）において、上記第１ピストンロッド３０は、上端にプランジャ１７が連結され、下端が液圧閉回路３２に連結されている。また、上記第２ピストンロッド３１は、上端が上記液圧閉回路３２に連結され、下端が上記マルチブロック２８内に弾装されたコイルスプリング３３により上方に付勢されている。上記液圧閉回路３２に封入される液体としては、油、グリセリン、水等が用いられ、中でもグリセリンは圧縮性、耐熱性に優れているため好適である。
【００２４】
上記第１ピストンロッド３０の下端部近傍及び上記第２ピストンロッド３１の上端近傍はパッキン３４によりシールされており、上記液圧閉回路３２に充填された液体を密封している。上記液圧閉回路３２は、上記マルチブロック２８に形成された前記各ピストンロッド間を連通して形成されているので、上記プランジャ１７とポット内壁面との摺動抵抗により突き出し位置がばらついても液圧連通路により液体が流動することによりばらつき量Ｓ１，Ｓ２を吸収してプランジャ先端位置が均一となるように調整して樹脂圧を均等化することができる（図１（ｃ）参照）。
【００２５】
また、図１（ａ）に示すように、上記コイルスプリング３３により付勢された前記第２ピストンロッド３１、即ちプランジャ１７の初期押圧力Ｐ１は、該プランジャ１７のポット内壁との摺動抵抗Ｒより大きくなるよう設定されている（Ｐ１≧Ｒ）。これによって、上記プランジャ１７を剛体状に支持して樹脂を圧送することができる。
【００２６】
また、樹脂タブレットの樹脂量にばらつきがある場合には、上記プランジャ１７の突き出し停止位置、即ち最終樹脂圧がばらつくことから、上記第１，第２ピストンロッド３０，３１を介して上記マルチブロック２８へ作用する反力をロードセル等の圧力センサにより検出して、前記トランスファ駆動機構１９に装備した電動モータ２０の駆動を制御することにより、上記プランジャ１７の突き出し停止位置Ｑを調整する。図１（ｂ）において、上記コイルスプリング３３は、最終樹脂圧Ｐ３に到達する直前に縮んでワッシャ３９がマルチブロック２８の段差部に突き当たるまで若干量押し下げられる。よって、上記プランジャ１７の最大押圧力Ｐ２は最終樹脂圧Ｐ３と同じか小さくなる（Ｐ２≦Ｐ３）ように上記コイルスプリング３３の弾性力は調整されている。また、上記最大押圧力Ｐ２と上記最終樹脂圧Ｐ３の差は小さい方が、該最終樹脂圧Ｐ３が加わったときの圧力変化による影響が少なくできるので好ましい。
尚、上記最終樹脂圧Ｐ３は、上記トランスファ駆動機構１９の電動モータ２０の出力トルクＴを調整することにより設定される。
【００２７】
樹脂封止を行う場合には、前述した型締め機構１により被成形品をクランプした後、電動モータ２０を駆動してマルチプレート１８を上動させることによりプランジャ１７を押動させて、下型７のポットに装填された溶融樹脂をキャビティへ圧送することによって行われる。
尚、上記トランスファ駆動機構２０は、下型１８に複数のチェイスが装備されている場合には、各チェイス毎に均等圧ユニット１６が装備されることはいうまでもない。
【００２８】
また、図４において、３５はエジェクタロッドであり、型開きした際にキャビティの内面からエジェクタピンを突出させるためのもので、型開きしたときに下型７に配置されたエジェクタピンプレート（図示せず）の下面に当接する。上記エジェクタロッド３５は、ベース２上に立設されて（図示せず）可動プラテン３を型開閉方向に貫通して装着されており、型開きにともない該可動プラテン３が下動した際にエジェクタピンプレートの下面が上記エジェクタロッド３５に当接し、さらに上記可動プラテン３が下動することによりその上面より上記エジェクタロッド３５の上端面が突出して上記エジェクタピンプレートを押し上げるように作用する。
また、３６は制御部であり、型締め機構１を開閉させる電動モータ５やトランスファ機構１９を昇降させる電動モータ２０の駆動を制御したり、プレスユニットの着脱方向手前側（図４の右側）に設けられた操作部３７より入力された信号に基づき樹脂封止動作を制御したりする。
【００２９】
また、図４において、プレスユニットを図示しない基本ユニットに設けられたプレスユニット着脱部へ着脱する場合には、該プレスユニット着脱部のユニット支持面とほぼ同じ高さを有する移動台車３８に載置して行っても良い。
この移動台車３８は底部にキャスター３８ｂを有し、積載面にローラ３８ａが設けられている。プレスユニットは、上記ローラ３８ａに底部を支持されるよう移動台車３８に積載されてスリーブボルト３９により固定された状態で、図示しない基本ユニットへ搬送されて受け渡されて装着される。尚、プレスユニットを基本ユニットより分離するときは、モールド金型は装着してあっても、取り外してあっても良い。
【００３０】
上記構成によれば、トランスファ機構に装備した均等圧ユニット１６は、プランジャ１７を取り付け可能な第１，第２ピストンロッド３０，３１を軸線方向に移動可能にマルチブロック２８に複数箇所で支持すると共に該マルチブロック２８から突出する向きに付勢し、上記各ピストンロッド間を上記マルチブロック２８内に形成された液圧閉回路３２により連通したので、樹脂タブレットの樹脂量がばらついても或いは各プランジャ１７の摺動抵抗にばらつきが生じても、上記液圧閉回路３２に封入した液体の流動により該プランジャ１７の突き出し位置のばらつきを吸収して均一となるように調整できる。また、上記プランジャ１７の突き出し位置のばらつきを補正できるので、キャビティへ圧送される樹脂の速度も安定させることも可能である。
また、上記プランジャ１７の突き出し停止位置は、上記第１，第２ピストンロッド３０，３１を介して上記マルチブロック２８へ作用する反力を圧力センサにより検出して、トランスファ駆動機構１９の電動モータ２０の駆動を制御することにより、樹脂タブレットの樹脂量がばらついた場合に、最終樹脂圧がばらつくのを有効に防止できる。
よって、従来上記プランジャ１７がスプリングのみに支持されている場合や液圧閉回路のみにより支持されている場合の均等圧ユニットの課題を相互に補完することで解消し、安定した樹脂圧及び安定した送り速度で樹脂封止を行うことができ、成形品の成形品質を向上させることができる。
【００３１】
上記実施例は、樹脂封止装置の一例として、プレス機能のみを有し、基本ユニットに対して着脱可能なプレスユニットを用いて説明したが、プレス機構の他に被成形品の搬入機構や成形品の取り出し機構等を一体に装備した樹脂封止装置についても適用可能である。
また、樹脂封止装置は、上下一対のモールド金型とその駆動機構を装備している場合に限らず、個別動作可能な複数のモールド金型とその駆動機構を装備していても良い。
また、トランスファ機構は、プレス部の数、被成形品の種類（リードフレーム、樹脂基板（ＢＧＡ（Ｂａｌｌ・Ｇｒｉｄ・Ａｒｒａｙ），テープなど）、装置形態（独立タイプ，インラインタイプ，複数成形タイプ（例えば成形を２度に分けて行うタイプ）等が異なる様々な樹脂封止装置について適用可能である等、発明の精神を逸脱しない範囲内でさらに多くの改変を施し得るのはもちろんのことである。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は前述したように、トランスファ機構に装備した均等圧ユニットは、プランジャを取り付け可能な複数のピストンロッドを軸線方向に移動可能にブロック体に複数箇所に支持すると共に該ブロック体から突出する向きに付勢し、前記各ピストンロッド間を前記ブロック体内に形成された液圧閉回路により連通したので、樹脂タブレットの樹脂量がばらついても或いは各プランジャの摺動抵抗にばらつきが生じても、前記液圧閉回路に封入した液体の流動により該プランジャの突き出し位置のばらつきを吸収して均一となるように調整できる。
また、前記プランジャの突き出し停止位置は、前記ピストンロッドを介して前記ブロック体へ作用する反力を圧力センサにより検出して、トランスファ駆動機構の電動モータの駆動制御することにより、樹脂タブレットの樹脂量がばらついた場合に、最終樹脂圧がばらつくのを有効に防止できる。
よって、従来前記プランジャがスプリングのみに支持されている場合や液圧閉回路のみにより支持されている場合の均等圧ユニットの課題を相互に補完して解消し、安定した樹脂圧及び安定した送り速度で樹脂封止を行うことができ、成形品の成形品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】トランスファ機構の要部の構成及び均等圧ユニットの動作説明図である。
【図２】均等圧ユニットの正面図及び左側面図である。
【図３】モールド金型やその駆動機構などが装備されたプレスユニットの全体構成を示す正面説明図である。
【図４】プレスユニットの側面説明図である。
【図５】従来の均等圧ユニットの説明図である。
【図６】従来の均等圧ユニットの説明図である。
【符号の説明】
１ 型締め機構
２ プレスベース
３ 可動プラテン
４ トグル機構
４ａ，４ｂ，４ｃ 第１，第２，第３リンク部材
５，２０ 電動モータ
６ 可動取付板
７ 下型
８ 上型
９ 上固定プラテン
１０ 可動ベース板
１１ 支持ブロック
１２，２１ ねじ軸
１３，２４ プーリ
１４，２６ ナット
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ 軸
１６ 均等圧ユニット
１７ プランジャ
１８ トランスファプレート
１９ トランスファ駆動機構
２２ スプライン軸
２３ 軸カバー
２７ マルチプレート
２８ マルチブロック
２９ レール部
３０ 第１ピストンロッド
３１ 第２ピストンロッド
３２ 液圧閉回路
３３ コイルスプリング
３４ パッキン
３５ エジェクタロッド
３６ 制御部
３７ 操作部
３８ 移動台車
３９ スリーブボルト
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂封止装置に装備されるモールド金型の複数のポットに装填された樹脂をキャビティへ圧送可能なマルチプランジャを均等に押動可能に支持する均等圧ユニット及び該均等圧ユニットを備えたトランスファ機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造用の樹脂封止装置は、トランスファモールドによる自動機が広く使用されている。このトランスファモールド装置には、リードフレーム及び樹脂タブレットを供給する供給部と、被成形品を供給されて樹脂封止するプレス部と、樹脂封止後の成形品を前記プレス部より回収して収容する収容部が一体に組み付けられている。被成形品としてのリードフレームは供給部よりフレーム整列部に供給されてプレヒートされ、図示しないローダーにより樹脂タブレットと共にモールド金型へ移送される。そして、該モールド金型でクランプされ、ポット内から溶融樹脂をプランジャでキャビティ内に圧送して樹脂封止される。上記プランジャによる樹脂圧は高圧であり、従ってトランスファモールド装置では、樹脂を圧送した際に樹脂漏れが生じないように被成形品を確実に型締めするために油圧若しくは電動による型締め機構及び均等な樹脂圧により樹脂を圧送するためのトランスファ機構が設けられている。
【０００３】
上記トランスファモールド装置に装備されるトランスファ機構の構成について説明する。例えば、図５において、トランスファ機構５１は、図示しない電動モータ、油圧機構などの駆動機構により昇降可能装備されており、ポットピッチに応じてピストンロッド５２が上下動可能に嵌め込まれている。このピストンロッド５２の下端にはコイルスプリング５３が弾装されており、該ピストンロッド５２を上方に付勢している。上記ピストンロッド５２の上端には、プランジャ５４がそれぞれ取り付けられ、モールド金型のポット５５内へ摺動可能に装備されている。
【０００４】
上記ポット５５内に樹脂タブレットが装填されると、図示しない駆動機構が作動して、トランスファ機構５１を上動させ、ピストンロッド５２に取り付けられたプランジャ５４が押動して、加熱された樹脂をキャビティへ圧送する。このとき、上記プランジャ５４には上記ポット５５内の摺動抵抗により上記コイルスプリング５３を若干量縮ませるように反力が作用するが、上記プランジャ５４の押動停止位置は、適正な樹脂量において適正な縮み量ｈとなるように設定されている。
【０００５】
また、他のトランスファ機構の構成について説明すると、例えば、図６において、ピストンロッド５２を装備したトランファ機構５１は、液圧閉回路５６を備えている。具体的には、各ピストンロッド５２を連通する連通路５７に油等の液体を充満させておき、駆動機構を作動させてトランスファ機構５１を上動させると、上記液圧閉回路５６により均一な押圧力をピストンロッド５２に付与してプランジャ５４が樹脂をキャビティへ圧送するようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術に示す各トランスファ機構においては、以下に述べる課題があった。図５に示すトランスファ機構５１には、ピストンロッド５２をコイルスプリング５３により付勢しているため、各コイルスプリング５３の初期押圧力を適正値に設定しても、樹脂タブレットの樹脂量のばらつきにより、縮み量ｈが異なり、樹脂圧Ｐがばらつく。例えば、樹脂量が多い場合には、コイルスプリング５３の縮み量がｈ−αと小さくなるため、樹脂圧がＰ＋ｒと大きくなる。また、樹脂量が少ない場合には、上記コイルスプリング５３の縮み量がｈ＋αと小さくなるため、樹脂圧がＰ−ｒと小さくなる。
【０００７】
また、図６に示すトランスファ機構５１においては、各ポット５５におけるプランジャ５４の摺動抵抗が等しくないため、該摺動抵抗が大きい箇所から小さい箇所へ液圧閉回路５６内の液体が連通路５７を介して各ピストンロッド５２間を移動するため、該液体の移動があると樹脂を圧送する速度が各プランジャ毎にまちまちとなり、各プランジャ５４がばらばらに樹脂を押動して樹脂注入のタイミングがばらつく。
【０００８】
このように、各ポット５５毎に樹脂圧や樹脂注入のタイミングがばらつくことにより、成形品の成形品質にばらつきが生じたり、モールド金型からの離型性が悪くなったり、該モールド金型に不要樹脂（樹脂カス）が残り易くなったりする。
【０００９】
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、各ポット毎に樹脂圧や樹脂注入のタイミングがばらつくことなくプランジャを押動可能な均等圧ユニット及び該均等圧ユニットを備えたトランスファ機構を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため次の構成を備える。
即ち、モールド金型の複数のポットに装填された樹脂をキャビティへ圧送可能なプランジャを押動可能に支持する均等圧ユニットにおいて、上端にプランジャが連結され、下端が液圧閉回路に連結された第１のピストンロッドと、上端が液圧閉回路に連結され、下端がブロック体に弾装されたスプリングにより上方に付勢された第２のピストンロッドと、前記第１のピストンロッドと第２のピストンロッドが液圧閉回路を介して軸線方向に移動可能に連繋し前記プランジャがブロック体から突き出される向きに付勢されて支持されており、第１のピストンロッドの下端近傍及び第２のピストンロッドの上端近傍でシールされた液圧閉回路に封入された液体の流動により、前記プランジャの押動動作のばらつきを吸収して均一となるように調整することを特徴とする。
【００１１】
また、前記スプリングにより付勢された前記第２のピストンロッドの初期圧は、前記プランジャのポットとの摺動抵抗より大きくなるよう設定されていることを特徴とする。
【００１２】
また、トランスファ機構においては、前記均等圧ユニットと、前記均等圧ユニットを長手方向に着脱可能に支持するトランスファプレートと、前記トランスファプレートを移動させることにより前記プランジャを押動可能なトランスファ駆動機構と、を備えたことを特徴とする。
また、前記トランスファ駆動機構は、駆動源として用いた電動モータによりねじ軸を回動させて、該ねじ軸に螺合するナットに連結する前記トランスファプレートを昇降させて均等圧ユニットに支持されたプランジャが上下動することを特徴とする。
また、前記プランジャの突き出し停止位置は、樹脂を押動する際に第１、第２のピストンロッドを介して前記ブロック体へ作用する反力を圧力センサにより検出して、トランスファ駆動機構を駆動する電動モータの駆動を制御することにより調整することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の態様を添付図面に基づいて詳細に説明する。
本実施の態様は、下型にプランジャを設置したロアープランジャ方式によるもので、マルチポットタイプのモールド金型を備えた樹脂封止装置に装備されるロアーマルチプランジャ方式の均等圧ユニット及び該均等圧ユニットを備えたトランスファ機構について説明するものとする。図１（ａ）（ｂ）（ｃ）はトランスファ機構の要部の構成及び均等圧ユニットの動作説明図、図２（ａ）（ｂ）は均等圧ユニットの正面図及び左側面図、図３はモールド金型やその駆動機構などが装備されたプレスユニットの全体構成を示す正面説明図、図４はプレスユニットの側面説明図である。
【００１４】
本実施例では、装置底部に基台上に単数又は複数の被成形品（リードフレーム及び樹脂タブレット）を供給可能に収容するリードフレーム供給部、樹脂タブレット供給部及び樹脂封止後のリードフレームを回収して収容するリードフレーム収容部を装備した基本ユニットに対して着脱可能なプレス機能のみ備えたプレスユニットを用いて説明するものとする。
【００１５】
以下、上記プレスユニットの構成について、図３及び図４を参照して具体的に説明する。１は型締め機構であり、プレスベース２と可動プラテン３との間をトグル機構４により連繋し、該トグル機構４を駆動手段としての電動モータ（サーボモータ）５により駆動して型開閉を行う（図４参照）。上記可動プラテン３のうち、可動取付板６には下型７が装着されており、該下型７は上記電動モータ５を駆動することにより昇降する。また、上型８は上固定プラテン９に固定されている。上記可動プラテン３は、上記可動取付板６と可動ベース板１０との間に支持ブロック１１が一体に設けられており、これらがガイドポスト（図示せず）にガイドされて昇降する。
【００１６】
上記プレスベース２と可動ベース板１０との間には、これらの中央部にねじ軸１２が回動可能に立設されており、該ねじ軸１２の下端に固定されたプーリ１３と電動モータ５に装備されたサーボモータの出力軸との間にベルトをかけわたされて駆動力が伝達される。上記ねじ軸１２にはナット１４が螺合しており、該ねじ軸１２が回ることにより上下に移動する。上記ナット１４には可動プラテン３に連結するトグル機構４が連結されており、該ナット１４の上下動にともなってトグル機構４を介して可動プラテン３を昇降させ、これによって型開閉を行う。
【００１７】
上記トグル機構４は第１，第２，第３リンク部材４ａ，４ｂ，４ｃからなる。これら第１，第２，第３リンク部材４ａ，４ｂ，４ｃは、図３に示すねじ軸１２を挟んで両側に一対ずつ、図面奥側にも一対ずつ全部で４箇所に装備されている。上記第１リンク部材４ａの一端はナット１４に軸１５ａを介して回動可能に連結されており、他端は第２リンク部材４ｂに軸１５ｂを介して回動可能に連結されている。また、第２リンク部材４ｂの一端はプレスベース１０に軸１５ｃを介して回動可能に連結されており、他端は第３リンク部材４ｃに軸１５ｄを介して回動可能に連結されている。また、第３リンク部材４ｃは可動プラテン３と軸１５ｅを介して回動可能に連結されている。電動モータ５を駆動してねじ軸１２を回動させてナット１４を上下動させることにより、第１リンク部材４ａにより第２，第３リンク部材４ｂ，４ｃをそれぞれ上方向に伸長させたり折り畳むことで可動プラテン３が上下動して型開閉が行われる。
【００１８】
１６は均等圧ユニットであり、上記下型７の複数のポットに装填された樹脂をキャビティへ圧送可能なプランジャ１７を押動可能に支持する。上記均等圧ユニット１６はトランスファプレート１８に対して着脱可能に支持されている。また、上記トランスファプレート１８は、後述するトランスファ駆動機構１９により上下動するようになっており、該トラスファプレート１８を上下動させることにより上記プランジャ１７を上下動させる。
【００１９】
上記トランスファ駆動機構１９は、下型７のポットに供給された樹脂をキャビティへ圧送すべくプランジャ１７を上下動させる。図４に示すように、上固定プラテン９には駆動手段としての電動モータ（サーボモータ）２０を装備している。また、図３に示すように、可動プラテン３側には、ねじ軸２１とこれに連続するスプライン軸２２が回動可能に２か所に軸支されており、上記可動プラテン３の昇降動作に伴って上下動する。また、上固定プラテン９側には軸カバー２３が回動可能に２か所に軸支されている。上記軸カバー２３には上記スプライン軸２２が上下動可能に嵌め込まれており、上記スプライン軸２２の外周と軸カバー２３の内周にそれぞれ形成された凹凸により係合して駆動力が伝達される。
【００２０】
上記電動モータ２０の出力軸と２本の軸カバー２３の上端に固定されたプーリ２４との間にはベルト２５がそれぞれかけわたされており、上記電動モータ２０の駆動を軸カバー２３よりスプライン軸２２及びねじ軸２１に２か所同時伝達する。また、上記２本のねじ軸２１にはナット２６がそれぞれ螺合しており、該ナット２６はトラスファプレート１８に連繋している。また、上記トラスファプレート１８上には、均等圧ユニット１６が取り付けられている。上記ナット２６はねじ軸２１が回転駆動されるとトラスファプレート１８と共に昇降し、該トラスファプレート１８に装着された均等圧ユニット１６を昇降させることができる。
【００２１】
次に、均等圧ユニット１６の構成について詳述する。上記トランスファプレート１８上には、逆Ｔ字状のレール溝が形成されたマルチプレート２７が取り付けられている（図３参照）。このマルチプレート２７のレール溝には、ブロック体であるマルチブロック２８のレール部２９が嵌め込まれ、該マルチブロック２８を取手２８ａを把持してプレスユニットの着脱方向手前側へ引き出し可能になっている（図３参照）。
【００２２】
上記均等圧ユニット１６を可動プラテン３内に挿抜する場合には、後述する第１ピストンロッド３０にはプランジャ１７を装着しない状態で行われる。即ち、上記均等圧ユニット１６をトランスファプレート１８に取り付け、下型７を可動プラテン３の所定位置にセットした後、図示しないポットの上方からプランジャ１７を差し入れることにより行われる。
これによって、例えば、モールド金型の品種を交換したり、メンテナンスを行う場合に、必要最小限の部品の取り外しで足り、しかも上記可動プラテン３内に十分な作業スペースが確保できるので作業性が良い。
【００２３】
図２において、上記均等圧ユニット１６は、プランジャ１７を取り付け可能な第１，第２ピストンロッド３０，３１を軸線方向に移動可能に上記マルチブロック２８に支持すると共に該マルチブロック２８から突出する向きに付勢している。具体的には、図１（ａ）において、上記第１ピストンロッド３０は、上端にプランジャ１７が連結され、下端が液圧閉回路３２に連結されている。また、上記第２ピストンロッド３１は、上端が上記液圧閉回路３２に連結され、下端が上記マルチブロック２８内に弾装されたコイルスプリング３３により上方に付勢されている。上記液圧閉回路３２に封入される液体としては、油、グリセリン、水等が用いられ、中でもグリセリンは圧縮性、耐熱性に優れているため好適である。
【００２４】
上記第１ピストンロッド３０の下端部近傍及び上記第２ピストンロッド３１の上端近傍はパッキン３４によりシールされており、上記液圧閉回路３２に充填された液体を密封している。上記液圧閉回路３２は、上記マルチブロック２８に形成された前記各ピストンロッド間を連通して形成されているので、上記プランジャ１７とポット内壁面との摺動抵抗により突き出し位置がばらついても液圧連通路により液体が流動することによりばらつき量Ｓ１，Ｓ２を吸収してプランジャ先端位置が均一となるように調整して樹脂圧を均等化することができる（図１（ｃ）参照）。
【００２５】
また、図１（ａ）に示すように、上記コイルスプリング３３により付勢された前記第２ピストンロッド３１、即ちプランジャ１７の初期押圧力Ｐ１は、該プランジャ１７のポット内壁との摺動抵抗Ｒより大きくなるよう設定されている（Ｐ１≧Ｒ）。これによって、上記プランジャ１７を剛体状に支持して樹脂を圧送することができる。
【００２６】
また、樹脂タブレットの樹脂量にばらつきがある場合には、上記プランジャ１７の突き出し停止位置、即ち最終樹脂圧がばらつくことから、上記第１，第２ピストンロッド３０，３１を介して上記マルチブロック２８へ作用する反力をロードセル等の圧力センサにより検出して、前記トランスファ駆動機構１９に装備した電動モータ２０の駆動を制御することにより、上記プランジャ１７の突き出し停止位置Ｑを調整する。図１（ｂ）において、上記コイルスプリング３３は、最終樹脂圧Ｐ３に到達する直前に縮んでワッシャ３９がマルチブロック２８の段差部に突き当たるまで若干量押し下げられる。よって、上記プランジャ１７の最大押圧力Ｐ２は最終樹脂圧Ｐ３と同じか小さくなる（Ｐ２≦Ｐ３）ように上記コイルスプリング３３の弾性力は調整されている。また、上記最大押圧力Ｐ２と上記最終樹脂圧Ｐ３の差は小さい方が、該最終樹脂圧Ｐ３が加わったときの圧力変化による影響が少なくできるので好ましい。
尚、上記最終樹脂圧Ｐ３は、上記トランスファ駆動機構１９の電動モータ２０の出力トルクＴを調整することにより設定される。
【００２７】
樹脂封止を行う場合には、前述した型締め機構１により被成形品をクランプした後、電動モータ２０を駆動してマルチプレート１８を上動させることによりプランジャ１７を押動させて、下型７のポットに装填された溶融樹脂をキャビティへ圧送することによって行われる。
尚、上記トランスファ駆動機構２０は、下型１８に複数のチェイスが装備されている場合には、各チェイス毎に均等圧ユニット１６が装備されることはいうまでもない。
【００２８】
また、図４において、３５はエジェクタロッドであり、型開きした際にキャビティの内面からエジェクタピンを突出させるためのもので、型開きしたときに下型７に配置されたエジェクタピンプレート（図示せず）の下面に当接する。上記エジェクタロッド３５は、ベース２上に立設されて（図示せず）可動プラテン３を型開閉方向に貫通して装着されており、型開きにともない該可動プラテン３が下動した際にエジェクタピンプレートの下面が上記エジェクタロッド３５に当接し、さらに上記可動プラテン３が下動することによりその上面より上記エジェクタロッド３５の上端面が突出して上記エジェクタピンプレートを押し上げるように作用する。
また、３６は制御部であり、型締め機構１を開閉させる電動モータ５やトランスファ機構１９を昇降させる電動モータ２０の駆動を制御したり、プレスユニットの着脱方向手前側（図４の右側）に設けられた操作部３７より入力された信号に基づき樹脂封止動作を制御したりする。
【００２９】
また、図４において、プレスユニットを図示しない基本ユニットに設けられたプレスユニット着脱部へ着脱する場合には、該プレスユニット着脱部のユニット支持面とほぼ同じ高さを有する移動台車３８に載置して行っても良い。
この移動台車３８は底部にキャスター３８ｂを有し、積載面にローラ３８ａが設けられている。プレスユニットは、上記ローラ３８ａに底部を支持されるよう移動台車３８に積載されてスリーブボルト３９により固定された状態で、図示しない基本ユニットへ搬送されて受け渡されて装着される。尚、プレスユニットを基本ユニットより分離するときは、モールド金型は装着してあっても、取り外してあっても良い。
【００３０】
上記構成によれば、トランスファ機構に装備した均等圧ユニット１６は、プランジャ１７を取り付け可能な第１，第２ピストンロッド３０，３１を軸線方向に移動可能にマルチブロック２８に複数箇所で支持すると共に該マルチブロック２８から突出する向きに付勢し、上記各ピストンロッド間を上記マルチブロック２８内に形成された液圧閉回路３２により連通したので、樹脂タブレットの樹脂量がばらついても或いは各プランジャ１７の摺動抵抗にばらつきが生じても、上記液圧閉回路３２に封入した液体の流動により該プランジャ１７の突き出し位置のばらつきを吸収して均一となるように調整できる。また、上記プランジャ１７の突き出し位置のばらつきを補正できるので、キャビティへ圧送される樹脂の速度も安定させることも可能である。
また、上記プランジャ１７の突き出し停止位置は、上記第１，第２ピストンロッド３０，３１を介して上記マルチブロック２８へ作用する反力を圧力センサにより検出して、トランスファ駆動機構１９の電動モータ２０の駆動を制御することにより、樹脂タブレットの樹脂量がばらついた場合に、最終樹脂圧がばらつくのを有効に防止できる。
よって、従来上記プランジャ１７がスプリングのみに支持されている場合や液圧閉回路のみにより支持されている場合の均等圧ユニットの課題を相互に補完することで解消し、安定した樹脂圧及び安定した送り速度で樹脂封止を行うことができ、成形品の成形品質を向上させることができる。
【００３１】
上記実施例は、樹脂封止装置の一例として、プレス機能のみを有し、基本ユニットに対して着脱可能なプレスユニットを用いて説明したが、プレス機構の他に被成形品の搬入機構や成形品の取り出し機構等を一体に装備した樹脂封止装置についても適用可能である。
また、樹脂封止装置は、上下一対のモールド金型とその駆動機構を装備している場合に限らず、個別動作可能な複数のモールド金型とその駆動機構を装備していても良い。
また、トランスファ機構は、プレス部の数、被成形品の種類（リードフレーム、樹脂基板（ＢＧＡ（Ｂａｌｌ・Ｇｒｉｄ・Ａｒｒａｙ），テープなど）、装置形態（独立タイプ，インラインタイプ，複数成形タイプ（例えば成形を２度に分けて行うタイプ）等が異なる様々な樹脂封止装置について適用可能である等、発明の精神を逸脱しない範囲内でさらに多くの改変を施し得るのはもちろんのことである。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は前述したように、トランスファ機構に装備した均等圧ユニットは、プランジャを取り付け可能な複数のピストンロッドを軸線方向に移動可能にブロック体に複数箇所に支持すると共に該ブロック体から突出する向きに付勢し、前記各ピストンロッド間を前記ブロック体内に形成された液圧閉回路により連通したので、樹脂タブレットの樹脂量がばらついても或いは各プランジャの摺動抵抗にばらつきが生じても、前記液圧閉回路に封入した液体の流動により該プランジャの突き出し位置のばらつきを吸収して均一となるように調整できる。
また、前記プランジャの突き出し停止位置は、前記ピストンロッドを介して前記ブロック体へ作用する反力を圧力センサにより検出して、トランスファ駆動機構の電動モータの駆動制御することにより、樹脂タブレットの樹脂量がばらついた場合に、最終樹脂圧がばらつくのを有効に防止できる。
よって、従来前記プランジャがスプリングのみに支持されている場合や液圧閉回路のみにより支持されている場合の均等圧ユニットの課題を相互に補完して解消し、安定した樹脂圧及び安定した送り速度で樹脂封止を行うことができ、成形品の成形品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】トランスファ機構の要部の構成及び均等圧ユニットの動作説明図である。
【図２】均等圧ユニットの正面図及び左側面図である。
【図３】モールド金型やその駆動機構などが装備されたプレスユニットの全体構成を示す正面説明図である。
【図４】プレスユニットの側面説明図である。
【図５】従来の均等圧ユニットの説明図である。
【図６】従来の均等圧ユニットの説明図である。
【符号の説明】
１ 型締め機構
２ プレスベース
３ 可動プラテン
４ トグル機構
４ａ，４ｂ，４ｃ 第１，第２，第３リンク部材
５，２０ 電動モータ
６ 可動取付板
７ 下型
８ 上型
９ 上固定プラテン
１０ 可動ベース板
１１ 支持ブロック
１２，２１ ねじ軸
１３，２４ プーリ
１４，２６ ナット
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，１５ｅ 軸
１６ 均等圧ユニット
１７ プランジャ
１８ トランスファプレート
１９ トランスファ駆動機構
２２ スプライン軸
２３ 軸カバー
２７ マルチプレート
２８ マルチブロック
２９ レール部
３０ 第１ピストンロッド
３１ 第２ピストンロッド
３２ 液圧閉回路
３３ コイルスプリング
３４ パッキン
３５ エジェクタロッド
３６ 制御部
３７ 操作部
３８ 移動台車
３９ スリーブボルト
Claims (5)
- モールド金型の複数のポットに装填された樹脂をキャビティへ圧送可能なプランジャを押動可能に支持する均等圧ユニットにおいて、
上端にプランジャが連結され、下端が液圧閉回路に連結された第１のピストンロッドと、
上端が液圧閉回路に連結され、下端がブロック体に弾装されたスプリングにより上方に付勢された第２のピストンロッドと、
前記第１のピストンロッドと第２のピストンロッドが液圧閉回路を介して軸線方向に移動可能に連繋し前記プランジャがブロック体から突き出される向きに付勢されて支持されており、第１のピストンロッドの下端近傍及び第２のピストンロッドの上端近傍がシールされた液圧閉回路に封入された液体の流動により、前記プランジャの押動動作のばらつきを吸収して均一となるように調整することを特徴とする均等圧ユニット。 - 前記スプリングにより付勢された前記第２のピストンロッドの初期圧は、前記プランジャのポットとの摺動抵抗より大きくなるよう設定されていることを特徴とする請求項１記載の均等圧ユニット。
- 請求項１又は２記載の均等圧ユニットと、前記均等圧ユニットを長手方向に着脱可能に支持するトランスファプレートと、前記トランスファプレートを移動させることにより前記プランジャを押動可能なトランスファ駆動機構を備えたことを特徴とするトランスファ機構。
- 前記トランスファ駆動機構は、駆動源として用いた電動モータによりねじ軸を回動させて、該ねじ軸に螺合するナットに連結する前記トランスファプレートを昇降させて均等圧ユニットに支持されたプランジャが上下動することを特徴とする請求項３記載のトランスファ機構。
- 前記プランジャの突き出し停止位置は、樹脂を押動する際に第１、第２のピストンロッドを介して前記ブロック体へ作用する反力を圧力センサにより検出し、トランスファ駆動機構を駆動する電動モータの駆動を制御することにより調整することを特徴とする請求項４記載のトランスファ機構。
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